子长油田余家坪区长2储层敏感性评价

张录社，徐　岗，赵　亮，夏海英，雷江平

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安 710065；2.延长油田股份有限公司子长采油厂，陕西 子长 717300)



子长油田余家坪区长2储层敏感性评价

张录社1,2，徐岗2，赵亮2，夏海英2，雷江平2

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安 710065；2.延长油田股份有限公司子长采油厂，陕西 子长 717300)

[摘要]研究余家坪区延长组储层敏感性特征并提出应对措施。在常规薄片、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光等资料观察分析的基础上对储层潜在敏感性进行分析，并通过速敏、水敏、盐敏、酸敏及碱敏等敏感性实验，进一步对储层敏感性进行评价。储层敏感性较弱，各种敏感性均表现为中等偏弱及以下的敏感性程度。储层无酸敏；弱～中等偏弱速敏；无水敏～弱水敏；无盐敏～弱盐敏，临界矿化度为2 939.1 mg/L；弱～中等碱敏。在钻井或油藏开发过程中，可采用酸化处理。

[关键词]子长油田；余家坪；长2；储层；敏感性

在钻井、完井、采油、增产措施等石油勘探开发的不同环节中，储层都会与外来流体接触。由于这些流体与储层流体和储层矿物不匹配会导致储层渗流能力下降，从而在不同程度上损害储层产出能力[1-8]，甚至已有的原油也不能正常的开发出来。本区储层具有粘土矿物种类多、非均质性强的特点，储层的特点决定了其一旦受到外来因素影响，若不及时进行保护，就很容易受到伤害。通过常规的岩心薄片、铸体薄片以及镜下观察、阴极发光等资料研究储层潜在的敏感性，为制定合理的油田开发制度和方案提供地质依据，力求在保护油层的基础上达到好的开发效果。

1储层潜在敏感性分析

1.1储层特征

余家坪区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东部，储层为典型的低孔-低渗透储层，延长组长2油层组为其主力产油层[9-14]。岩石学特征研究结果表明，本区长2储层砂岩为长石砂岩，长石含量平均值为48.47%，石英含量的平均值为27.14%，岩屑的含量低，平均为3.9%。粘土矿物含量的平均值为5.4%，有绿泥石、伊利石、方解石、伊/蒙混层等(图1a-c,e,f)。赋存的粘土矿物其方式有：颗粒包膜、孔隙衬里以及孔隙充填等。孔隙形态多呈三角形、四边形及不规则状，孔隙直径变化较大(图1d,e)，单个样品中从小于5 μm到大于200 μm，平均孔径变化范围在10～200 μm之间，级差20倍，属于中～小孔隙；面孔率从5%～14%，一般为6%～8%，平均7.6%。

1.2潜在敏感性

流体产生的剪切力，可能会导致各种粘土矿物的晶体集合体被冲散或者碎断从而形成更小的微粒以及更小的孔喉；储层中存在的一定数量的粘土矿物会遇水膨胀等[15-17]；酸敏性的矿物(绿泥石)、碳酸盐、沸石等遇酸也可能发生反应而沉淀，导致渗透率下降[18-19]。因此，速敏、水敏和酸敏可能为潜在的敏感性。关于敏感性的标定以石油天然气行业标准(SY/T5358-2002)[20]为依据。

a.绿泥石胶结；b.伊利石胶结粒间孔；c.绿泥石胶结，石英充填；d.基本孔隙类型，孔隙形态多样；e.方解石胶结的致密斑块；f.石英颗粒发光微弱，发深蓝色光，个别发亮蓝色光，钾长石发光明亮，发亮蓝色，斜长石发光普遍较暗，发深蓝色光(略带紫色)，少量发亮蓝色光，方解石胶结、交代，发明亮的橙黄色光。

图1余家坪区储层特征(Z146井)

2储层的各类敏感性评价

2.1流动速度的敏感性

流体的流动速度改变可能会导致储层中微粒的运移以及喉道的堵塞，从而使渗透率降低。通过了解和确定临界流速与渗透率降低的关系，可以得到临界流速的大小，从而为其他的敏感性评价实验提供依据，为开发中适宜采用的注、采速度来提供依据[3]。

实验条件：①温度(实验要求)35℃，②实验用水(模拟的地层水)，③样品流量范围为0.08～6.00 cm3/min。

实验结果表明，初始状态的渗透率越低，则临界状态的流动速度越小，则说明储层对流动速度的变化敏感。整体上，研究区储层砂岩的矿物颗粒以点状和线状的接触关系为主，这种接触关系主要是受压实和压溶作用影响的结果，所以喉道的半径小，导致孔隙之间的连通性低，容易使孔隙之间发生桥堵，表现为中等的临界流速，当注入的速度加大时，渗透率会逐渐变小(表1)，岩样的临界流速分别为9.01 m/d、3.96 m/d和4.5 m/d。该地层3个砂岩样品的速敏性评价属于弱～中等偏弱速敏。

表1　余家坪区长2油层组储层速敏性评价实验结果

2.2水敏性评价

像伊利石、蒙脱石、伊/蒙混层等粘土矿物，具有遇淡水膨胀的性质，当进入储层的流体盐度发生变化或者过低时，粘土矿物就会发生膨胀，或者其微粒发生释放、分散，从而会堵塞孔喉，导致渗透率降低[2-4,8,21-23]。

本区储层砂岩中粘土矿物的含量大致分布在1.75%～9.85%。粘土中伊/蒙混层的含量平均为6.2%，伊/蒙混层当中含有的蒙皂石易吸水膨胀，当有流体进入储层时就会产生水敏，结果就会导致渗透率的降低，从而使得储层物性变差。将目的层段的样品依次以如下顺序注入：模拟的地层水～次地层水(1/2地层水)～蒸馏水，开展了储层水敏性质的流动实验，结果表明，相对模拟的地层水，本区样品中只有3-2号样渗透率损失率14.3%(图2)，水敏指数为0.17，属于弱水敏，其余样品无水敏。

2.3酸敏感性评价

如果储层中含有对酸敏感的矿物，当有酸性液体进入时，就会发生反应，生成凝胶、沉淀以及导致微粒的释放，堵塞孔喉，渗透率就会下降。当微粒释放时，也会同时引起更强的速度的敏感性。

实验用酸为浓度15%的盐酸，用以观察、了解酸敏发生的可能性、酸敏的发生机理以及对储层损害的程度，可以为开发中酸化措施的采用提供科学依据，以便优化酸液的配方，达到更好的酸化目的。

当用浓度15%的盐酸处理岩样后，其渗透率未见降低，反有小幅度的增加，3个分析岩样的酸敏程度均属于无酸敏(图3)。

图2　余家坪区长2油层组储层

图3　余家坪区长2油层组储层

2.4碱敏性评价

储层中含有的硅质矿物，在碱性环境下可能发生溶解，而含有的粘土矿物，可以在碱性环境下被破坏，导致微粒的释放。而微粒发生运移会堵塞孔喉，而引起渗透率降低。

实验结果表明，本区各储层砂岩随pH值上升，渗透率均有不同程度的降低，但损害程度较低，为弱～中等偏弱碱敏(表2)。

表2　余家坪区长2油层组储层碱敏性评价实验结果

2.5盐度敏感性评价

由于进入储层的流体含盐度(反映在矿化度上)不同，储层中含有的粘土矿物其物理、化学性质会发生变化，导致孔隙和喉道的堵塞，从而渗透率下降。地下水中含有各种离子，所以矿化度高，而进入储层的流体矿化度会低于地层水矿化度，所以盐敏是指储层可以耐受的低盐度的矿化度的数值大小。即在外来流体进入的施工过程中注意注入流体的矿化度要保证大于临界的矿化度，才能不伤害油气层[23]。

研究区具有膨胀性的粘土矿物的含量不高，所以对盐度的敏感性较弱，表现为无盐敏～弱盐敏。根据盐敏性的分析可以看出，当地层水的矿化度下降时，有两个样品的渗透率下降。盐敏特征总体表现为无盐敏～弱盐敏性(图4)。

图4　余家坪区长2油层组储层

3结语

(1)总体来看，本区长石砂岩储层敏感性较弱，各种敏感性均表现为中等偏弱及以下的敏感性程度，储层无酸敏；速敏性对渗透率的损害弱～中等偏弱；具无水敏～弱水敏性渗透率损害；盐敏性与水敏性相似，为无盐敏～弱盐敏性，临界矿化度为2 939.1 mg/L；碱敏对渗透率的损害弱～中等。

(2)根据储层对各类敏感性的评价结果，在钻井或油藏的开发过程中，可采用酸化处理，但要保证流体在储层中的流动速度要小于储层速敏的临界流速，以降低流体进入储层时对储层造成的伤害。通过碱敏实验来看，碱化措施会对储层产生较大的损害，在开发过程中，不宜采用注碱开采。

(3)鉴于开发油藏的过程是动态的过程，随着储层结构及油水分布的不断变化，地层损害的规律将不断改变，保护油层的重点也将有所不同。因此，在油田开发的全过程中，应针对不同阶段地层损害现状，不断对储层敏感性进行再评价，不断调整保护油气层的研究方向。

参考文献

[1]马永海.油基泥浆对岩心损害的室内测试[J].石油实验地质.1996，18(2):216 -230.

[2]钱勤，田培进.低渗透储层流体的伤害机理探讨[J].石油实验地质.1999，21(1):86 -90.

[3]吴亮，李雪雁，段小群.陕北韩渠油田长2储层伤害地质因素分析[J].石油实验地质.2000，22(1):81 -84.

[4]刘斌，杨琦，谈士海.苏北盆地台兴油田注水水质对储层的伤害和对策[J].石油实验地质.2002，24(6):568-572.

[5]谢爱华，刘社芹.东濮凹陷桥口低渗气藏储层敏感性及对策研究[J].石油与天然气地质.2008，29( 3) ：365 -368.

[6]章雄冬，朱玉双，曹海虹，等.苏北盆地草舍油田泰州组储层水敏伤害及其对注水开发的影响[J].石油与天然气地质.2010，31( 4) ：504 -510.

[7]任利军，陈亮宇，等.复杂断块超低渗油气藏试采动态评价与开发对策—以松辽盆地南部十屋油田营城组及沙河子组一段油藏为例[J].石油与天然气地质.2011，32( 1) ：133 -141.

[8]廖纪佳，唐洪明，朱筱敏，等.特低渗透砂岩储层水敏实验及损害机理研究—以鄂尔多斯盆地西峰油田延长组第8油层为例[J].石油与天然气地质.2012，33( 2) ：321-328.

[9]苏复义，周文，金文辉，等.鄂尔多斯盆地中生界成藏组合划分与分布评价[J].石油与天然气地质.2012，33( 4) ：582-590.

[10]杨华，付金华，喻建.陕北地区大型三角洲油藏富集规律及勘探技术应用[J].石油学报.2003，24( 3) ：6-10.

[11]汪洋，董海波.子长油田余家坪矿区上三叠统延长组沉积环境[J].内蒙古石油化工.2008，21：138-142.

[12]张哨楠，丁晓琪.鄂尔多斯盆地南部延长组致密砂岩储层特征及其成因[J].成都理工大学学报(自然科学版).2010，37(4)：386-394.

[13]李书恒，方国庆，杨金龙，等.鄂尔多斯盆地超低渗透储层成因研究及意义[J].岩性油气藏.2012，24(6)：32-37.

[14]李爱荣，王维喜，武富礼，等.鄂尔多斯盆地延安三角洲长4+5、长6油气聚集模式研究[J].石油与天然气地质.2013，34(5)：667-671.

[15]王行信，周书欣.砂岩储层粘土矿物与油层保护[M].北京:地质出版社.1992:56 -60.

[16]裘亦楠，薛叔浩.油气储层评价技术[M].北京:石油工业出版社.1994:26 -68.

[17]邱隆伟，于杰杰，郝建民，等.南堡凹陷高南地区东三段低渗储层敏感性特征的微观机制研究[J].岩石矿物学杂志.2009，28(1):78 -86.

[18]吴胜和，熊琦华.油气储层地质学[M].北京:石油工业出版社.1998:122 -168.

[19]贾统权.粘土矿物与油藏演化的对应关系对储层敏感性的影响[J].油气地质与采收率.2007，14(5):12 -15.

[20]朱斌，罗蔓莉，张建国，等.储层敏感性流动实验评价方法[S].北京：中国石油勘探开发研究院.2002．

[21]李树芳，潘懋.胜利油区辉绿岩储层的伤害机理研究[J].石油实验地质.2002，24(5):423 -425.

[22]常学军，尹志军.高尚堡沙三段油藏储层敏感性实验研究及其形成机理[J].石油实验地质.2004，26(1):84 -88.

[23]宫清顺，寿建峰，姜忠朋,等.准噶尔盆地乌尔禾油田三叠系百口泉组储层敏感性评价[J].石油与天然气地质.2012，33(2)：307-313.

[收稿日期]2015-09-13

[作者简介]张录社(1976-)，男，陕西永寿人，在读硕士研究生，主攻方向：油田地质与开发工作。

[中图分类号]TE122.2+4

[文献标识码]A

[文章编号]1004-1184(2016)01-0214-03